华侨网 科技教育 科学家发现迄今所见最大黑洞喷流 横跨相当于140个银河系距离

科学家发现迄今所见最大黑洞喷流 横跨相当于140个银河系距离

参考消息网10月9日报道 据美国《大众科学》月刊网站近日报道,新发现的遥远黑洞喷流系统是迄今为止发现的最大黑洞喷流。这个黑洞喷流系统形成时宇宙年龄还不到现在的一半。它们在2300万光年宽的空间中喷出相当于数万亿个太阳的能量。

“波耳费里翁”黑洞喷流系统是一种宇宙巨型结构,它得名于希腊神话中的一位巨人。它在宇宙只有63亿年历史时形成,横跨大约140个银河系的距离。天文学家说,进一步的研究可以为认识星系在宇宙早期如何起源提供机会。有关发现9月18日发表在《自然》周刊上。这些发现还意味着,这可能只是类似喷流发现的“冰山一角”。

地球与宇宙大部分天体之间都隔着难以想象的遥远距离,但夜空中的天体之光为认识遥远的过去提供了窗口。从技术上讲,今天拍摄的“波耳费里翁”图像是75亿年前发生的事件的快照。正因为如此,天文学家可以利用这些信息来扩展他们有关早期宇宙基本条件的知识,以及有关这些条件如何影响星系、恒星和行星的形成的知识。

“天文学家认为,星系和它们的中心黑洞会共同演化。其中一个关键方面是,喷流可以散布大量能量,影响它们的宿主星系和附近其他星系的成长。”研究作者之一、加州理工学院天文学和数据科学教授乔治·乔尔戈夫斯基在一份声明中说。

研究人员已经知道,至少有数以百计的黑洞喷流系统通过发射宇宙射线、重原子、磁场和热量对早期宇宙的演化产生了至少一定的影响。但直到近期,他们才开始意识到它们的重要性。这一转变是近些年在使用欧洲低频阵列(LOFAR)射电望远镜勘测天空以寻找超大质量黑洞后发生的。该团队称,研究结果简直“令人震惊”。到发现“波耳费里翁”时,人们已记录了超过10000个黑洞喷流系统。

研究的第二作者、英国赫特福德郡大学天体物理学教授马丁·哈德卡斯尔在声明中说:“在我们开始有关研究之前,人们就知道存在巨型喷流,但我们没想到会有这么多。”哈德卡斯尔解释说,尽管他预计使用LOFAR会发现更多结构,但“看到涌现出这么多这样的天体仍然非常令人兴奋”。

“波耳费里翁”的巨大喷流从一个超大质量黑洞向两极方向延伸。该黑洞位于一个星系的中心,这个星系的大小约为银河系的10倍,距离地球约75亿光年。这些能量洪流的长度比先前已知的最大喷流系统“阿尔库俄纽斯”长了约40%。后者是同一团队于2022年通过LOFAR发现的。

“波耳费里翁”存在于宇宙的一个古老时代。当时为发展中的星系提供能量的相互连接的能量细丝——称为“宇宙网”——比现在靠得更近。正因为如此,相比今天,“波耳费里翁”的巨大喷流曾延伸到宇宙网的更大区域。

“到目前为止,这些巨大的喷流系统似乎是近期宇宙的一种现象,”研究的主要作者、加州理工学院博士后学者马丁·奥伊在一份声明中解释道,“如果像这样的遥远喷流能够达到宇宙网的规模,那么宇宙中的每个地方都可能在宇宙时间的某个时刻受到黑洞活动的影响。”

天文学家有关“波耳费里翁”另一个令人意外的认识在于它的“模式”。当超大质量黑洞的巨大引力开始拉扯和加热周围的物质时,它们开始以辐射或喷流的形式释放能量。辐射模式黑洞通常是年轻宇宙的重要部分,而喷流模式黑洞在当今更为常见。考虑到“波耳费里翁”的年龄和辐射模式分类,它仍然能够释放巨大的喷流——这意味着,可能一度存在过许多类似的、甚至更大的巨型结构。

奥伊说:“我们可能只看到了冰山一角。我们的LOFAR研究仅覆盖了15%的天空。而大多数巨型喷流可能很难被发现。因此,我们相信,宇宙中还有更多这样的庞然大物。”(编译/朱捷)

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